Дисфункція системи гемостазу в пацієнтів із розсіяним склерозом та коронавірусною інфекцією

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.30978/UNJ2023-1-4-5

Ключові слова:

розсіяний склероз; COVID-19; гемостаз; фібриноліз.

Анотація

Розсіяний склероз — хронічне демієлінізувальне захворювання центральної нервової системи, яке супроводжується порушенням гематоенцефалічного бар’єра, розвитком нейрозапалення, демієлінізації та нейродегенерації. Пандемія коронавірусної інфекції може маніфестувати симптомами ураження нервової системи та спричинити підсилення наявної неврологічної патології. Вірус SARS-CoV-2 призводить до порушення цілісності гематоенцефалічного бар’єра за рахунок масивного вивільнення цитокінів і протеаз, активації мікроглії та олігодендроцитів, які запускають процеси нейрозапалення та нейродегенерації. В експериментальних дослідженнях продемонстровано, що коронавіруси можуть спричинити демієлінізацію та розвиток загострення розсіяного склерозу у хворих жінок. Дисфункція церебрального ендотелію й активація тромбоцитів відіграють важливу роль як у патофізіології розсіяного склерозу, так і при коронавірусній інфекції, пов’язуючи розлади системи первинного гемостазу з нейрозапаленням. Установлено тісний зв’язок між коагуляцією, запаленням та імунними реакціями, які відбуваються в судинному руслі. Є гіпотеза, що активація коагуляції на нейросудинному рівні може спричинити виникнення та підтримувати запальні реакції, характерні для патогенезу розсіяного склерозу, що реалізується внаслідок проникнення фібриногену крізь ушкоджений гематоенцефалічний бар’єр та накопичення його в ділянках аксонального пошкодження, що призводить до небажаної активації мікроглії та макрофагів та підсилює нейрозапалення. Дисфункція системи гемостазу у хворих на розсіяний склероз та коронавірусну хворобу-2019 може спричинити погіршення перебігу, погіршення неврологічного статусу й незадовільні наслідки лікування обох захворювань.

Біографії авторів

В.С. Мельник, Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Київ

Мельник Володимир Степанович
д. мед. н., проф. кафедри неврології, декан медичного факультету № 1

С.М. Шоломон, Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Київ

Шоломон Світлана Миколаївна
асист. кафедри неврології

Посилання

Holubovska OA, Shkruba AV, Bezrodna OV ta in. Za red. OA Ho­­lubovskoi. хKoronavirusna khvoroba 2019ї. Kyiv: Profesiine vydannia. Ukraina; 2023. 300 s. Ukrainian.

Sokolova LI. [Suchasni kryterii diahnostyky rozsiianoho sklerozu v praktychnii nevrolohii. Ukrainskyi visnyk psykhonevrolohii]. 2017;25(1): 106-7. Ukrainian.

Araújo NM, Ferreira LC, Dantas DP, et al. First report of SARS-CoV-2. Detection in cerebrospinal fluid in a child with Guillain-Barré syndrome. Pediatr Infect Dis J. 2021;40(7):e.274-e276. http://doi.org/10.1097/INF.0000000000003146.

Baranova A, Cao H, Teng S, Su K-P, Zhang F. Shared genetics and causal associations between COVID-19 and multiple sclerosis. J Med Virol. 2022:e28431. http://doi.org/10.1002/jmv.28431.

Brison E, Jacomy H, Desforges M, Talbot PJ. Glutamate excitotoxi-city is involved in the induction of paralysis in mice after infection by a human coronavirus with a single point mutation in its spike protein. J Virol. 2011;85(23):12464-73. http://doi.org/10.1128/JVI.05576-11.

Collantes MV, Espiritu AI, Sy MC, Anlacan VM, Jamora RDG. Neurological manifestations in COVID-19 infection: a systematic review and meta-analysis. Can J Neurol Sci. 2020:1-11. http://doi.org/10.1017/cjn.2020.146.

Davalos D, Ryu JK, Merlini M, et al. Fibrinogen-induced perivascular microglial clustering is required for the development of axonal damage in neuroinflammation. Nat Commun. 2012;3:1227. http://doi.org/10.1038/ncomms2230.

Davie EW, Ratnoff OD. Waterfall sequence for intrinsic blood clotting. Science. 1964;145(3638):1310-2. http://doi.org/10.1126/science.145.3638.1310.

Dent MA, Sumi Y, Morris RJ, Seeley PJ. Urokinase-type plasminogen activator expression by neurons and oligodendrocytes during process outgrowth in developing rat brain. Eur J Neurosci. 1993;5(6):633-47. http://doi.org/10.1111/j.1460-9568.1993.tb00529.x.

Dietzmann K, von Bossanyi P, Krause D, Wittig H, Mawrin C, Kirches E. Expression of the plasminogen activator system and the inhibitors PAI-1 and PAI-2 in posttraumatic lesions of the CNS and brain injuries following dramaticcirculatory arrests: an immunohistochemical study. Pathol Res Pract. 2000;196(1):15-21. http://doi.org/10.1016/s0344-0338(00)80017-5.

Fernandes de Souza WD, Fonseca DMD, Sartori A. COVID-19 and multiple sclerosis: a complex relationship possibly aggravated by low vitamin D levels. Cells. 2023;12:684. http://doi.org/10.3390/cells12050684.

Florea A, Sirbu C, Ghinescu M, et al. SARS-CoV-2, multiple sclerosis, and focal deficit in a postpartum woman: a case report. Exp Ther Med. 2021;21(1):92. http://doi.org/10.3892/etm.2020.9524.

Furie B, Furie BC. Molecular and cellular biology of blood coagulation. N Engl J Med. 1992;326(12):800-6. http://doi.org/10.1056/NEJM199203193261205.

Garjani A, Middleton RM, Nicholas R, Evangelou N. Recovery from COVID-19 in multiple sclerosis: a prospective and longitudinal cohort study of the United Kingdom multiple sclerosis register. Neurol Neuroimmunol Neuroinflamm. 2021 Nov 30;9(1):e1118. http://doi.org/10.1212/NXI.0000000000001118.

Jesty J, Beltrami E. Positive feedbacks of coagulation: their role in threshold regulation. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2005;25:2463-9. http://doi.org/10.1161/01.ATV.0000187463.91403.b2

Joo SH, Kwon KJ, Kim JW, et al. Regulation of matrix metalloproteinase-9 and tissue plasminogen activator activity by alphasynuclein in rat primary glial cells. Neurosci Lett. 2010;469(3):352-6. http://doi.org/10.1016/j.neulet.2009.12.026.

Karpus WJ. Cytokines and chemokines in the pathogenesis of experimental autoimmune encephalomyelitis. J Immunol. 2020;204(2):316-26. http://doi.org/10.4049/jimmunol.1900914.

Koudriavtseva T. Thrombotic processes in multiple sclerosis as manifestation of innate immune activation. Front Neurol. 2014;5:119. http://doi.org/10.3389/fneur.2014.00119.

Lahtinen L, Lukasiuk K, Pitkänen A. Increased expression and activity of urokinase-type plasminogen activator during epileptogenesis. Eur J Neurosci. 2006;24(7):1935-45. http://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2006.05062.x.

Ludwig R, Feindt J, Lucius R, Petersen A, Mentlein R. Metabolism of neuropeptide Y and calcitonin gene-related peptide by cultivated neurons and glial cells. Brain Res Mol Brain Res. 1996;37(1-2):181-91. http://doi.org/10.1016/0169-328x(95)00312-g.

Macfarlane RG. An enzyme cascade in the blood clotting mechanism, and its function as a biochemical amplifier. Nature. 1964;202(2)498-9. http://doi.org/10.1038/202498a0.

Masos T, Miskin R. Localization of urokinase-type plasminogen activator mRNA in the adult mouse brain. Brain Res Mol Brain Res. 1996;35(1-2):139-48. http://doi.org/10.1016/0169-328x(95)00199-3.

Mehra A, Ali C, Parcq J, Vivien D, Docagne F. The plasminogen activation system in neuroinflammation. Biochim Biophys Acta. 2016;1862(3):395-402. http://doi.org/10.1016/j.bbadis.2015.10.011.

Miranda E, Römisch K, Lomas DA. Mutants of neuroserpin that cause dementia accumulate as polymers within the endoplasmic reticulum. J Biol Chem. 2004;279(27):28283-91. http://doi.org/10.1074/jbc.M313166200.

Monroe DM, Hoffman M, Roberts HR. Transmission of a procoagulant signal from tissue factor-bearing cell to platelets. Blood Coagul Fibrinolysis. 1996;7(4)459-64. http://doi.org/10.1097/00001721-199606000-00005.

Monroe DM, Hoffman M. What does it take to make the perfect clot? Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2006;26(1):41-8. http://doi.org/ 10.1161/01.ATV.0000193624.28251.83.

Ortiz GG, Pacheco-Moisés FP, Macías-Islas MÁ, Flores-Alvarado LJ, et al. Role of the blood-brain barrier in multiple sclerosis. Arch Med Res. 2014;45(8):687-97. http://doi.org/10.1016/j.arcmed.2014.11.013.

Petersen MA, Ryu JK, Chang KJ, et al. Fibrinogen activates BMP signaling in oligodendrocyte progenitor cells and inhibits remyelination after vascular damage. Neuron. 2017;96(5):1003-12. http://doi.org/10.1016/j.neuron.2017.10.008.

Poyiadji N, Shahin G, Noujaim D, Stone M, Patel S, Griffith B. COVID-19-associated acute hemorrhagic necrotizing encephalopathy: imaging features. Radiology. 2020;296(2):E119-E120. http://doi.org/10.1148/radiol.2020201187.

Priori A. (ed.) Neurology of COVID-19. Milano University Press: Milan, Italy; 2021. http://doi.org/10.54103/milanoup.57.

Prosperini L, Tortorella C, Haggiag S, Ruggieri S, Galgani S, Gasperini C. Determinants of COVID-19-related lethality in multiple sclerosis: a meta-regression of observational studies. J Neurol. 2022;269(5):2275-85. http://doi.org/10.1007/s00415-021-10951-6.

Ramatillah DL, Gan SH, Pratiwy I, et al. Impact of cytokine storm on severity of COVID-19 disease in a private hospital in West Jakarta prior to vaccination. PLoS One. 2022;17(1):e0262438. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0262438.

Reza-Zaldívar EE, Hernández-Sapiéns MA, Minjarez B, et al. Infection mechanism of SARS-CoV-2 and its implication on the nervous system. Front Immunol. 2021;29:621735. http://doi.org/10.3389/fimmu.2020.621735.

Robinson AP, Harp CT, Noronha A, Miller SD. The experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) model of MS: utility for understanding disease pathophysiology and treatment. Handb Clin Neurol. 2014:122:173-89. http://doi.org/10.1016/B978-0-444-52001-2.00008-X.

Rogove AD, Siao C, Keyt B, Strickland S, Tsirka SE. Activation of microglia reveals a non-proteolytic cytokine function for tissue plasminogen activator in the central nervous system. J Cell Sci. 1999;112 (Pt 22):4007-16. http://doi.org/10.1242/jcs.112.22.4007.

Siao CJ, Fernandez SR, Tsirka S. Cell type-specific roles for tissue plasminogen activator released by neurons or microglia after excitotoxic injury. J Neurosci. 2003;23(8):3234-42. http://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.23-08-03234.2003.

Song E, Zhang C, Israelow B, et al. Neuroinvasion of SARS-CoV-2 in human and mouse brain. J Exp Med. 2021;218(3):e20202135. http://doi.org/10.1084/jem.20202135.

Tanswell P, Seifried E, Stang E, Krause J. Pharmacokinetics and hepatic catabolism of tissue-type plasminogen activator. Arzneimittel-forschung. 1991;41(12):1310-9.

Teesalu T, Kulla A, Simisker A, et al. Tissue plasminogen activator and neuroserpin are widely expressed in the human central nervous sys­tem. Thromb. Haemost. 2004:358-68. http://doi.org/10.1160/TH02-12-0310.

Trinkle-Mulcahy L, Ajuh P, Prescott A, et al. Nuclear organisation of NIPP1, a regulatory subunit of protein phosphatase 1 that associates with pre-mRNA splicing factors. Cell Sci. J. 1999;112 (Pt 2):4007. https://doi.org/10.1242/jcs.112.2.157.

Tsirka SE, Rogove AD, Bugge TH, Degen JL, Strickland S. An extracellular proteolytic cascade promotes neuronal degeneration in the mouse hippocampus. J Neurosci. 1997;17(2):543-52. http://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.17-02-00543.1997.

Vincent VA, Löwik CW, Verheijen JH, de Bart AC, Tilders FJ, Van Dam AM. Role of astrocyte-derived tissue-type plasminogen activator in the regulation of endotoxin-stimulated nitric oxide production by microglial cells. Glia. 1998;22:130-7. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9537833.

Vos CM, Geurts JJ, Montagne L, et al. Blood-brain barrier alterations in both focal and diffuse abnormalities on postmortem MRI in multiple sclerosis. Neurobiol Dis. 2005;20(3):953-60. http://doi.org/10.1016/j.nbd.2005.06.012.

Wang H, Tang X, Fan H, et al. Potential mechanisms of hemorrhagic stroke in elderly COVID-19. Aging (Albany, NY). 2020;12(11):10022-34. http://doi.org/10.18632/aging.103335.

Wang W-Y, Xu G-Z, Tian J, Sprecher AJ. Inhibitory effect on LPS-induced retinal microglial activation of downregulation of t-PA expression by siRNA interference. Curr Eye Res. 2009;34(6):476-84. http://doi.org/10.1080/02713680902916108.

Yates RL, Esiri MM, Palace J, et al. Fibrin(ogen) and neurodegeneration in the progressive multiple sclerosis cortex. Ann Neurol. 2017;82(2):259-70. http://doi.org/10.1002/ana.24997.

Yepes M, Sandkvist M, Moore EG, Bugge TH, Strickland DK, Lawrence DA. Tissue-type plasminogen activator induces opening of the blood-brain barrier via the LDL receptor-related protein. J Clin Invest. 2003;112:1533-40. http://doi.org/10.1172/JCI200319212.

Ziliotto N, Bernardi F, Jakimovski D, Zivadinov R. Coagulation pathways in neurological diseases: multiple sclerosis. Front Neurol. 2019 Apr 24:10:409. http://doi.org/10.3389/fneur.2019.00409.

Zlokovic BV. Cerebrovascular permeability to peptides: manipulations of transport systems at the blood-brain barrier. Pharm Res. 1995 Oct;12(10):1395-406. http://doi.org/10.1023/a:1016254514167.

Zuo Y, Yalavarthi S, Navaz S, et al. Autoantibodies Stabilize Neutrophil Extracellular Traps in COVID-19. JCI Insight. 2021;6(15):e150111. http://doi.org/10.1172/jci.insight.150111.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-11-10

Номер

Розділ

Огляди